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1，魏理;梁歡;王藝旋;;多功能護理系統(tǒng)軟件的研究[J];護理實踐研究;2009年23期
2，周慧強;謝存禧;張鐵;熊偉;;機器人化多功能護理床實用雙機系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)[J];機床與液壓;2006年06期
3，姜生元;胡艷娟;王堯;李建永;;基于MCS-51單片機的智能化多功能電動康復床控制系統(tǒng)設計[J];機電一體化;2008年06期
4，張東,謝存禧,吳劍;機器人化多功能護理床的研究與開發(fā)[J];機器人技術(shù)與應用;2003年06期
5，劉宇;趙京;李謙;;多功能護理翻身床的設計[J];機械設計與究;2008年05期
6，汪燁;;多功能電動護理床控制系統(tǒng)研制[J];制造業(yè)自動化;2009年06期
7，姜生元;胡艷娟;李建永;焦宏章;盧杰;;智能化多功能電動康復床的研制[J];機械設計;2008年05期
8，楊達毅;孫慶春;劉錫敏;陳麗敏;;多功能自理床的研制[J];機械制造;2008年01期
9，田志宏;白穩(wěn)峰;;殘障人生活起居床控制系統(tǒng)的設計[J];計算機測量與控制;2011年03期
10譚林;魯守銀;張偉;貝太學;;機械制造[J];山東建筑大學學報;2010年01期
機械制造
一、機械制造指從事各種動力機械、起重運輸機械、農(nóng)業(yè)機械、冶金礦山機械、化工機械、紡織機械、機床、工具、儀器、儀表及其他機械設備等生產(chǎn)的工業(yè)部門。機械制造業(yè)為整個國民經(jīng)濟提供技術(shù)裝備,其發(fā)展水平是國家工業(yè)化程度的主要標志之一。生產(chǎn)流程
產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是指把原材料變?yōu)槌善返娜^程。機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程一般包括：
?。?）生產(chǎn)與技術(shù)的準備如工藝設計和專用工藝裝備的設計和制造、生產(chǎn)計劃的編制、生產(chǎn)資料的準備等；
（2）毛坯的制造如鑄造、鍛造、沖壓等；
?。?）零件的加工切削加工、熱處理、表面處理等；
?。?）產(chǎn)品的裝配如總裝、部裝、調(diào)試檢驗和油漆等；
?。?）生產(chǎn)的服務如原材料、外購件和工具的供應、運輸、保管等。
生產(chǎn)類型
企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類稱為生產(chǎn)類型。生產(chǎn)類型一般可分為：單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)三種類型。
（1）單件生產(chǎn)
單件生產(chǎn)的基本特點是：生產(chǎn)的產(chǎn)品種類繁多，每種產(chǎn)品的產(chǎn)量很少，而且很少重復生產(chǎn)。例如重型機械產(chǎn)品制造和新產(chǎn)品試制等都屬于單件生產(chǎn)。
（2）成批生產(chǎn)
成批生產(chǎn)的基本特點是：分批地生產(chǎn)相同的產(chǎn)品，生產(chǎn)呈周期性重復。如機床制造、電機制造等屬于成批生產(chǎn)。成批生產(chǎn)又可按其批量大小分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)、大批生產(chǎn)三種類型。其中，小批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)的工藝特點分別與單件生產(chǎn)和大量生產(chǎn)的工藝特點類似；中批生產(chǎn)的工藝特點介于小批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)之間。
（3）大量生產(chǎn)
大量生產(chǎn)的基本特點是：產(chǎn)量大、品種少，大多數(shù)工作地長期重復地進行某個零件的某一道工序的加工。例如，汽車、拖拉機、軸承等的制造都屬于大量生產(chǎn)。
制造過程
（1）產(chǎn)品設計
產(chǎn)品設計是企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的核心，產(chǎn)品設計必須保證技術(shù)上的先進性與經(jīng)濟上的合理性等。
產(chǎn)品的設計一般有三種形式，即：創(chuàng)新設計、改進設計和變形設計。創(chuàng)新設計（開發(fā)性設計）是按用戶的使用要求進行的全新設計；改進設計（適應性設計）是根據(jù)用戶的使用要求，對企業(yè)原有產(chǎn)品進行改進或改型的設計，即只對部分結(jié)構(gòu)或零件進行重新設計；變形設計（參數(shù)設計）僅改進產(chǎn)品的部分結(jié)構(gòu)尺寸，以形成系列產(chǎn)品的設計。產(chǎn)品設計的基本內(nèi)容包括：編制設計任務書、方案設計、技術(shù)設計和圖樣設計。
（3） 零件加工
零件的加工包括坯料的生產(chǎn)、以及對坯料進行各種機械加工、特種加工和熱處理等，使其成為合格零件的過程。 極少數(shù)零件加工采用精密鑄造或精密鍛造等無屑加工方法。通常毛坯的生產(chǎn)有鑄造、鍛造、焊接等；常用的機械加工方法有：鉗工加工、車削加工、鉆削加工、刨削加工、銑削加工、鏜削加工、磨削加工、數(shù)控機床加工、拉削加工、研磨加工、珩磨加工等；常用的熱處理方法有：正火、退火、回火、時效、調(diào)質(zhì)、淬火等；特種加工有：電火花成型加工、電火花線切割加工、電解加工、激光加工、超聲波加工等。只有根據(jù)零件的材料、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、使用性能等，選用適當?shù)募庸し椒?，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，生產(chǎn)出合格零件。
（4）檢驗
檢驗是采用測量器具對毛壞、零件、成品、原材料等進行尺寸精度、形狀精度、位置精度的檢測，以及通過目視檢驗、無損探傷、機械性能試驗及金相檢驗等方法對產(chǎn)品質(zhì)量進行的鑒定。
測量器具包括量具和量儀。常用的量具有鋼直尺、卷尺、游標卡尺、卡規(guī)、塞規(guī)、千分尺、角度尺、百分表等，用以檢測零件的長度、厚度、角度、外圓直徑、孔徑等。另外螺紋的測量可用螺紋千分尺、三針量法、螺紋樣板、螺紋環(huán)規(guī)、螺紋塞規(guī)等。
常用量儀有浮標式氣動量儀、電子式量儀、電動式量儀、光學量儀、三坐標測量儀等，除可用以檢測零件的長度、厚度、外圓直徑、孔徑等尺寸外，還可對零件的形狀誤差和位置誤差等進行測量。
?。?） 裝配調(diào)試
任何機械產(chǎn)品都是由若干個零件、組件和部件組成的。 根據(jù)規(guī)定的技術(shù)要求,將零件和部件進行必要的配合及聯(lián)接,
使之成為半成品或成品的工藝過程稱為裝配。將零件、組件裝配成部件的過程稱為部件裝配；將零件、組件和部件裝配成為最終產(chǎn)品的過程稱為總裝配。裝配是機械制造過程中的最后一個生產(chǎn)階段，其中還包括調(diào)整、試驗、檢驗、油漆和包裝等工作。
常見的裝配工作內(nèi)容包括： 清洗、聯(lián)接、校正與配作、平衡、驗收、試驗 。
機器人化多功能護理床的研究與開發(fā)
機器人技術(shù)與應用床進行了廣泛深入的國內(nèi)外調(diào)研分析后，結(jié)合國際護理最新技術(shù)的發(fā)展，進行了多功能智能護理床的開發(fā)，在護理的領域中引入了機器人化多電機協(xié)調(diào)控制的先進技術(shù)。
??? 一. 機器人化多功能護理床的結(jié)構(gòu)機器人化多功能護理床專門為缺乏自理能力的老年人、殘疾人而設計，將使他們恢復部份的自理能力，使他們能在家庭、醫(yī)院、療養(yǎng)院等環(huán)境下處于健康受到監(jiān)護和關注的狀態(tài)，這將使我國的保健事業(yè)達到一個新的水平。
??? 1.護理床的基本結(jié)構(gòu)
??? 護理床由（見圖1）七塊板塊組成，每塊板塊獨立驅(qū)動，可視為若干個獨立運動鏈。板塊1和2可分別繞X軸和Y軸轉(zhuǎn)動，板塊3和4繞X軸轉(zhuǎn)動，而板塊5 和 6 可繞 Y 軸轉(zhuǎn)動，1、2、3、4 各板塊之間以萬向鉸鏈原理聯(lián)接以實現(xiàn)二向轉(zhuǎn)動。每塊板塊可以單獨驅(qū)動，也可以按某一體位要求同時驅(qū)動，從而實現(xiàn)不同體位。
??? 2.護理功能的實現(xiàn)
??? 受護理人需要抬高背位時，板塊1和2同時繞Y 軸轉(zhuǎn)動一個角度；需要翻身時，板塊1、3 或2、4 繞X 軸翻轉(zhuǎn)（模擬醫(yī)院護士的動作，當翻轉(zhuǎn)人體背部、臀部時，腳也隨之翻轉(zhuǎn)）；當需要坐姿時，板塊 1、2 抬高，板塊3、4、5 不動，板塊6 下翻，各板塊同時動作即可完成坐姿......手部吊液時，可使小板塊1-L 或2-R（附屬于板塊1或2）抬高一定角度，以使液體流通暢順，對于骨科病人需抬高腳部時，板塊5和6聯(lián)動升高某一角度。排便動作則由板塊7實現(xiàn)向下翻轉(zhuǎn)，同時拉動便盆到位來完成。
??? 3.護理床的主要技術(shù)指標
??? (1)護理床的大致尺寸為長2000×寬900×高600（mm），護理床腳設方向移動輪，有止動機構(gòu)。
??? (2) 護理床上半身擺高80 度，上肢（1-L，2-R）可單獨抬高15度（輸液用），下肢擺升最大30度，擺降最大90度，側(cè)臥左右最大80度。參量將根據(jù)實際情況作適當變動。
??? (3) 受護理人可以語音操作，同時也設有按鍵式操作板，用手指操作；可單動或按體位要求聯(lián)動。
??? (4) 實時檢測體溫、血壓、呼吸循環(huán)及心電等參數(shù)，其檢測系統(tǒng)內(nèi)設臨界值，供比較警示。
??? (5) 使用24V安全電壓驅(qū)動，所有傳動機構(gòu)包括排便器內(nèi)藏于床下，控制板（按鍵、語音示教）設于床的右側(cè)（板塊2、4一側(cè)），生理參數(shù)測量及監(jiān)護系統(tǒng)設于床的左側(cè)（板塊1、3一側(cè)）。
??? 二. 機器人化智能護理病床的控制系統(tǒng)護理病床的控制系統(tǒng)如圖2所示，單片機系統(tǒng)為上位機，在接收到按鈕控制指令或語音控制信號后，先將語音提示控制指令由語音回放系統(tǒng)送出；與此同時，單片機系統(tǒng)將護理床動作控制指令向PLC可編程控制器送出，由PLC 控制繼電器電路工作，從而達到多軸電機同時動作，以滿足使用者的護理要求?，F(xiàn)在的PLC可管理高達5000多點的I/O口，并且有很高的指令執(zhí)行速度和高可靠性，使它能滿足多軸運動控制系統(tǒng)的控制要求。PLC對護理病床多軸運動控制主要的優(yōu)勢表現(xiàn)為有足夠容量的存儲單元和大量高速運算指令，能夠進行各種接口、通信、數(shù)據(jù)邏輯運算及復雜的邏輯控制。然而PLC的高可靠性、靈活高速的運算指令并不能彌補其昂貴的造價和有限的擴展性。而MS51 系列單片機系統(tǒng)卻以其低成本、高集成、指令強、速度快、易擴展被廣泛地應用于工業(yè)生產(chǎn)的方方面面。該護理床的控制系統(tǒng)吸收了單片機系統(tǒng)成本低廉和擴展性強的特點，利用單片機作為上位機；又采用了PLC高速靈活的指令和高可靠性的優(yōu)勢，將PLC系統(tǒng)作為下位機進行底層控制，從而避免了單一單片機系統(tǒng)在強電控制中的干擾和誤動作。而且該控制系統(tǒng)中各個系統(tǒng)均采用模塊化設計，系統(tǒng)的可靠性及維護性也相應大幅度提高。由 于 接受智能護理病床輔助護理的使用者大都喪失部分或全部自理能力，因而為了讓使用者在喪失行動能力的情況下仍能享用全面護理的需要，護理床的所有功能均可由語音控制。使用前先由護理人員示教護理床對應不同功能、體位的動作，再由使用者口讀一遍詞組進行訓練，不同詞組的不同音頻信息，作為一個數(shù)字信號，對應于人工示教的動作。實際使用時（再現(xiàn)）只要受護理人口讀詞組即可再現(xiàn)操作，在病房環(huán)境下語音系統(tǒng)的識別率高達 97.5%。
??? 3 . 機器人化多功能護理病床的語音控制系統(tǒng)語音作為當前控制方法中最自然的控制命令, 隨著計算機和語音處理技術(shù)的發(fā)展 ,語音識別系統(tǒng)的實用性不斷提高。語音識別控制技術(shù)將是今后一段時期語音技術(shù)的發(fā)展方向。將語音識別技術(shù)引入到護理床控制，將為喪失自理能力的使用者帶來極大的便利。護理床的語音控制系統(tǒng)包含語音識別模塊和語音回放模塊，從而使護理床不但能實現(xiàn)語音控制操作，而且通過語音回放模塊可以為使用者提供語音反饋，更有親和力，更具人性化。
??? (1) 語音信號的采集處理過程
??? 語音信號是一種典型非平穩(wěn)信號，但常?？杉俣槎虝r平穩(wěn)的，既在10－20ms內(nèi)其頻譜特性可近似看作不變，可采用平穩(wěn)過程的分析處理方法來處理，即語音信號的時域處理方法（如采樣率為8KHz，只利用3.4KHz 以內(nèi)的信號分量）。如圖3 所示，語音信號數(shù)字化過程，即A －D 變換。首先麥克風將使用者說出的詞轉(zhuǎn)變成為模擬信號，與其它信號數(shù)字化過程一樣，須先進行低通濾波，使信號中最高頻率成份的頻率低于采樣頻率的一半，濾除高于1/2采樣頻率的信號成份或噪聲，以避免混疊失真。再將其轉(zhuǎn)變?yōu)?和0的數(shù)字流進行編碼，最簡單的編碼方法就是將每個采樣所得樣本的幅度量化表示為2進制數(shù)字信號，并通過并－串轉(zhuǎn)換過程轉(zhuǎn)換成串行的脈沖，以便于傳輸和儲存。最后譯碼軟件尋找與儲存的音素模式相匹配的模型進行特定模形式復合單詞概率的計算。這種模式還包含有關語句組成方式以及語句中單詞順序方面的信息。
??? (2) 語音識別方式
??? 語音識別分為特定人識別系統(tǒng)和非特定人識別系統(tǒng)，由于使用者的語音以及地方語言存在很大差異性，我們使用可不依賴于對地方語言識別的特定人識別系統(tǒng)，即每一位使用者都必須在使用前建立自己專用的參考模式庫，然后說話人的語音數(shù)字流與一套公用的參考模式庫嚙合，進行少量的訓練修改，使之能自動適應用戶的語音特性。語音識別的首要步驟為特征提取，特征參數(shù)有：帶通濾波器組的頻譜參數(shù)、失真測度（對數(shù)偏差的L范數(shù)）。一段語音信號經(jīng)過特征提取后便得到特征矢量序列，O{O1,O2,O3,....O7}，然后進行相似度計算，其中模板匹配法是多維模式識別系統(tǒng)中最常用的一種相似度計算方法。在訓練過程中，經(jīng)過特征提取和特征數(shù)的壓縮，并采用聚類方法或其它方法，針對每個模式類各產(chǎn)生一個或幾個模板。在識別階段將待識別模式的特征量與各模板進行相似率計算，模式匹配單元將輸入語音的特征矢量序列與各個參考模式分別進行非線性時間對準算法（動態(tài)時間彎折Dynamic Time Warping），取其中匹配得分最高的判別為識別結(jié)果。系統(tǒng)工作環(huán)境對識別系統(tǒng)的干擾，可利用語音增強技術(shù)，選取對噪聲不敏感的特征參數(shù)，模板在匹配階段進行自適應。為提高系統(tǒng)辨別的可靠性及魯棒性，本系統(tǒng)采用以下技術(shù)：
??? 魯棒性訓練法：魯棒訓練是一種串行訓練法，將每一詞重復說多遍，直到獲得兩個一致性較好的特征矢量序列，最終得到的模板是在一致性較好的特征矢量序列對在DTW的路徑上求均值。
??? 關鍵詞撿出（keyword spotting）：使用者語音命令中不僅包括命令關鍵詞還夾雜其它詞，以及各種非語言的咳嗽聲、呼吸聲、關門聲、音樂聲、多人共語聲以及背景噪音，這就需要采用語音系統(tǒng)辨別技術(shù)把需要的關鍵詞從連續(xù)語句中提取出來（基于DTW的關鍵詞提出）。